JPH09280956A - 赤外線による温度測定方法及びその装置 - Google Patents
赤外線による温度測定方法及びその装置Info
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- JPH09280956A JPH09280956A JP9066596A JP9066596A JPH09280956A JP H09280956 A JPH09280956 A JP H09280956A JP 9066596 A JP9066596 A JP 9066596A JP 9066596 A JP9066596 A JP 9066596A JP H09280956 A JPH09280956 A JP H09280956A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基準温度面や照射装置などの補助装置を使用
することなく、自動で放射率の補正を行うことができる
と共に正確な温度測定が可能なこと。 【解決手段】 対象物から放射される赤外光を所定のカ
ットオフ波長を有するフィルタを介して撮像し、これに
より得られた画素出力値に基づいて対象物の温度を算出
する赤外線による温度測定方法において、フィルタのカ
ットオフ波長を少なくとも３種類の異なる値に順次設定
して当該各カットオフ波長毎に画素出力値を取得し（ス
テップＳ１，Ｓ２，Ｓ３）、これら各カットオフ波長毎
に取得された画素出力値と，所定の基準放射率の下で予
め求められた対象物の温度と画素出力値との対応関係
と，に基づいて対象物の温度を算出する（ステップＳ
７）。
することなく、自動で放射率の補正を行うことができる
と共に正確な温度測定が可能なこと。 【解決手段】 対象物から放射される赤外光を所定のカ
ットオフ波長を有するフィルタを介して撮像し、これに
より得られた画素出力値に基づいて対象物の温度を算出
する赤外線による温度測定方法において、フィルタのカ
ットオフ波長を少なくとも３種類の異なる値に順次設定
して当該各カットオフ波長毎に画素出力値を取得し（ス
テップＳ１，Ｓ２，Ｓ３）、これら各カットオフ波長毎
に取得された画素出力値と，所定の基準放射率の下で予
め求められた対象物の温度と画素出力値との対応関係
と，に基づいて対象物の温度を算出する（ステップＳ
７）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線による温度
測定方法及びその装置に係り、特に、対象物から放射さ
れる赤外線を検知して当該対象物の温度を測定する赤外
線による温度測定方法及びその装置に関する。
測定方法及びその装置に係り、特に、対象物から放射さ
れる赤外線を検知して当該対象物の温度を測定する赤外
線による温度測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の赤外線による温度測定装置では、
温度測定を行うにあたり温度基準面の設定や放射率の補
正を行うものが一般的である。放射率が小さいと放射さ
れる赤外光の強度が弱くなるため、放射率補正を行わな
ければ正確な温度測定ができないからである。このた
め、特開平４−８４７２０号公報に開示された「サーモ
グラフィ装置」では、温度を２段階に設定できる試料加
熱ステージを設けている。また、特開昭６３−１７０７
４５号公報に開示された「高温容器の内壁部の欠陥検出
装置」では、２台の撮像装置を使用している。更に、特
開昭６１−１６００２８号公報に開示されている「温度
監視装置」では、対象物に数種の光を照射することによ
って放射率の測定を行うようになっている。
温度測定を行うにあたり温度基準面の設定や放射率の補
正を行うものが一般的である。放射率が小さいと放射さ
れる赤外光の強度が弱くなるため、放射率補正を行わな
ければ正確な温度測定ができないからである。このた
め、特開平４−８４７２０号公報に開示された「サーモ
グラフィ装置」では、温度を２段階に設定できる試料加
熱ステージを設けている。また、特開昭６３−１７０７
４５号公報に開示された「高温容器の内壁部の欠陥検出
装置」では、２台の撮像装置を使用している。更に、特
開昭６１−１６００２８号公報に開示されている「温度
監視装置」では、対象物に数種の光を照射することによ
って放射率の測定を行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、測定を行う対象物によってそれぞれ放
射率が異なるため、対象物の放射率を手動で補正しなけ
ればならない装置がその大部分であった。また、上記公
報記載の従来例のように、放射率を自動的に補正可能な
装置にあっても、対象物の加熱，光の照射又は複数の撮
像装置の使用を必要とするため、測定装置本体に加え更
に補助装置が必要となる不都合があった。
来例にあっては、測定を行う対象物によってそれぞれ放
射率が異なるため、対象物の放射率を手動で補正しなけ
ればならない装置がその大部分であった。また、上記公
報記載の従来例のように、放射率を自動的に補正可能な
装置にあっても、対象物の加熱，光の照射又は複数の撮
像装置の使用を必要とするため、測定装置本体に加え更
に補助装置が必要となる不都合があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、基準温度面や照射装置などの補助装置
を使用することなく、自動で放射率の補正を行うことが
できると共に正確な温度測定が可能な赤外線による温度
測定方法及びその装置を提供することを、その目的とす
る。
を改善し、特に、基準温度面や照射装置などの補助装置
を使用することなく、自動で放射率の補正を行うことが
できると共に正確な温度測定が可能な赤外線による温度
測定方法及びその装置を提供することを、その目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、対象物から放射される赤
外光を所定のカットオフ波長を有するフィルタを介して
撮像し、これにより得られた画素出力値に基づいて対象
物の温度を算出する赤外線による温度測定方法におい
て、フィルタのカットオフ波長を少なくとも３種類の異
なる値に順次設定して当該各カットオフ波長毎に画素出
力値を取得し、これら各カットオフ波長毎に取得された
画素出力値と，所定の基準放射率の下で予め求められた
対象物の温度と画素出力値との対応関係と，に基づいて
対象物の温度を算出する、という方法を採っている。
め、請求項１記載の発明では、対象物から放射される赤
外光を所定のカットオフ波長を有するフィルタを介して
撮像し、これにより得られた画素出力値に基づいて対象
物の温度を算出する赤外線による温度測定方法におい
て、フィルタのカットオフ波長を少なくとも３種類の異
なる値に順次設定して当該各カットオフ波長毎に画素出
力値を取得し、これら各カットオフ波長毎に取得された
画素出力値と，所定の基準放射率の下で予め求められた
対象物の温度と画素出力値との対応関係と，に基づいて
対象物の温度を算出する、という方法を採っている。
【０００６】請求項２記載の発明では、対象物から放射
された赤外光を集光する光学部と、この光学部から出力
された赤外光のうち所定の波長帯だけを透過させるフィ
ルタ部と、このフィルタ部を透過した赤外光の強さに応
じた所定の電気信号を出力する赤外線検知器とを備えて
いる。また、この赤外線検知器から出力された電気信号
に基づいて画素出力値を生成出力する信号処理部と、こ
の信号処理部から出力された画素出力値に基づいて対象
物の温度を算出する演算制御部とを備えている。更に、
フィルタ部が、演算制御部の制御により光学部と赤外線
検知器との間に択一的に位置決め可能でありそれぞれ異
なるカットオフ波長を有する少なくとも３種類のフィル
タを備えている。そして、演算制御部が、異なるカット
オフ波長を有する少なくとも３種類のフィルタを順次入
れ替えて当該各カットオフ波長毎に画素出力値を取得
し、これら各カットオフ波長毎に取得された画素出力値
と，所定の基準放射率の下で予め求められた対象物の温
度と画素出力値との対応関係と，に基づいて対象物の温
度を算出する、という構成を採っている。
された赤外光を集光する光学部と、この光学部から出力
された赤外光のうち所定の波長帯だけを透過させるフィ
ルタ部と、このフィルタ部を透過した赤外光の強さに応
じた所定の電気信号を出力する赤外線検知器とを備えて
いる。また、この赤外線検知器から出力された電気信号
に基づいて画素出力値を生成出力する信号処理部と、こ
の信号処理部から出力された画素出力値に基づいて対象
物の温度を算出する演算制御部とを備えている。更に、
フィルタ部が、演算制御部の制御により光学部と赤外線
検知器との間に択一的に位置決め可能でありそれぞれ異
なるカットオフ波長を有する少なくとも３種類のフィル
タを備えている。そして、演算制御部が、異なるカット
オフ波長を有する少なくとも３種類のフィルタを順次入
れ替えて当該各カットオフ波長毎に画素出力値を取得
し、これら各カットオフ波長毎に取得された画素出力値
と，所定の基準放射率の下で予め求められた対象物の温
度と画素出力値との対応関係と，に基づいて対象物の温
度を算出する、という構成を採っている。
【０００７】これらの発明では、複数種類の波長帯に対
応する画素出力値を用いるため、対象物が放射する赤外
光の波長特性が取得される。このため、対象物の温度と
放射率が同時に算出される。
応する画素出力値を用いるため、対象物が放射する赤外
光の波長特性が取得される。このため、対象物の温度と
放射率が同時に算出される。
【０００８】請求項３記載の発明では、対象物から放射
された赤外光を集光する光学部と、この光学部から出力
された赤外光のうち所定の波長帯だけを透過させるフィ
ルタ部と、このフィルタ部を透過した赤外光の強さに応
じた所定の電気信号を出力する赤外線検知器とを備えて
いる。また、この赤外線検知器から出力された電気信号
に基づいて画素出力値を生成出力する信号処理部と、こ
の信号処理部から出力された画素出力値に対し所定のオ
フセット補正を施し当該補正後の画素出力値に基づいて
対象物の温度を算出する演算制御部とを備えている。更
に、フィルタ部が、演算制御部の制御により光学部と赤
外線検知器との間に位置づけられ赤外光の透過を遮断す
る遮光板を備えている。これに加え、光学部に、当該光
学部の温度を検出する温度センサを併設している。そし
て、演算制御部の行うオフセット補正が、温度センサに
より検出される光学部の温度と，遮光板が光学部と赤外
線検知器との間に位置づけられている場合に得られる画
素出力値のうちその中心画素の出力値と，に基づいて算
出された補正項の加算又は減算を含む、という構成を採
っている。
された赤外光を集光する光学部と、この光学部から出力
された赤外光のうち所定の波長帯だけを透過させるフィ
ルタ部と、このフィルタ部を透過した赤外光の強さに応
じた所定の電気信号を出力する赤外線検知器とを備えて
いる。また、この赤外線検知器から出力された電気信号
に基づいて画素出力値を生成出力する信号処理部と、こ
の信号処理部から出力された画素出力値に対し所定のオ
フセット補正を施し当該補正後の画素出力値に基づいて
対象物の温度を算出する演算制御部とを備えている。更
に、フィルタ部が、演算制御部の制御により光学部と赤
外線検知器との間に位置づけられ赤外光の透過を遮断す
る遮光板を備えている。これに加え、光学部に、当該光
学部の温度を検出する温度センサを併設している。そし
て、演算制御部の行うオフセット補正が、温度センサに
より検出される光学部の温度と，遮光板が光学部と赤外
線検知器との間に位置づけられている場合に得られる画
素出力値のうちその中心画素の出力値と，に基づいて算
出された補正項の加算又は減算を含む、という構成を採
っている。
【０００９】請求項４記載の発明では、対象物から放射
された赤外光を集光する光学部と、この光学部から出力
された赤外光のうち所定の波長帯だけを透過させるフィ
ルタ部と、このフィルタ部を透過した赤外光の強さに応
じた所定の電気信号を出力する赤外線検知器とを備えて
いる。また、この赤外線検知器から出力された電気信号
に基づいて画素出力値を生成出力する信号処理部と、こ
の信号処理部から出力された画素出力値に対し所定のオ
フセット補正を施し当該補正後の画素出力値に基づいて
対象物の温度を算出する演算制御部とを備えている。更
に、フィルタ部が、演算制御部の制御により光学部と赤
外線検知器との間に位置づけられ赤外光の透過を遮断す
る遮光板を備えている。また、光学部に、当該光学部の
温度を検出する第１の温度センサを併設している。更
に、遮光板に、当該遮光板の温度を検出する第２の温度
センサを併設ている。そして、演算制御部の行うオフセ
ット補正が、第１の温度センサにより検出される光学部
の温度と，第２の温度センサにより検出される遮光板の
温度と，に基づいて算出された補正項の加算又は減算を
含む、という構成を採っている。
された赤外光を集光する光学部と、この光学部から出力
された赤外光のうち所定の波長帯だけを透過させるフィ
ルタ部と、このフィルタ部を透過した赤外光の強さに応
じた所定の電気信号を出力する赤外線検知器とを備えて
いる。また、この赤外線検知器から出力された電気信号
に基づいて画素出力値を生成出力する信号処理部と、こ
の信号処理部から出力された画素出力値に対し所定のオ
フセット補正を施し当該補正後の画素出力値に基づいて
対象物の温度を算出する演算制御部とを備えている。更
に、フィルタ部が、演算制御部の制御により光学部と赤
外線検知器との間に位置づけられ赤外光の透過を遮断す
る遮光板を備えている。また、光学部に、当該光学部の
温度を検出する第１の温度センサを併設している。更
に、遮光板に、当該遮光板の温度を検出する第２の温度
センサを併設ている。そして、演算制御部の行うオフセ
ット補正が、第１の温度センサにより検出される光学部
の温度と，第２の温度センサにより検出される遮光板の
温度と，に基づいて算出された補正項の加算又は減算を
含む、という構成を採っている。
【００１０】これらの発明では、オフセット補正におい
て、光学部に配置された温度センサの出力値を利用する
ことにより光学部からの赤外光の影響が除去される。ま
た、遮光板に併設された温度センサの出力値又は遮光板
に対応した画像データを利用することにより赤外線検知
器自体が持つ出力オフセットの影響が除去される。
て、光学部に配置された温度センサの出力値を利用する
ことにより光学部からの赤外光の影響が除去される。ま
た、遮光板に併設された温度センサの出力値又は遮光板
に対応した画像データを利用することにより赤外線検知
器自体が持つ出力オフセットの影響が除去される。
【００１１】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。
とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を図１
乃至図２に基づいて説明する。
乃至図２に基づいて説明する。
【００１３】図１において、符号２は、対象物１４から
照射された赤外光Ｅを集光する光学部を示す。この光学
部２の赤外光出力側には、円盤状のフィルタ部３を介
し、赤外線検知器１が対向装備されている。ここで、光
学部２と赤外線検知器１には、従来一般的なものが使用
されている。一方、フィルタ部３は、円盤上部材にその
中心を基点として４つの丸穴を対象に形成し、当該丸穴
を塞ぐように所定のカットオフ波長を有する光学フィル
タ板１０，１１，１２及び遮光板８を封着して成るもの
である。このうち、光学フィルタ板１０，１１，１２
は、それぞれ赤外光波長の短い側を遮断するフィルタで
あり、各光学フィルタ板のカットオフ波長は、第１の光
学フィルタ板１０がｒ1 ，第２の光学フィルタ板１１が
ｒ2 ，第３の光学フィルタ板１２がｒ3 にそれぞれ設定
されている。また、遮光板８は、赤外光を遮断する部材
で形成されている。これにより、フィルタ部３は、光学
部２で集光された赤外光の波長帯を制限する役割を果た
すようになっている。
照射された赤外光Ｅを集光する光学部を示す。この光学
部２の赤外光出力側には、円盤状のフィルタ部３を介
し、赤外線検知器１が対向装備されている。ここで、光
学部２と赤外線検知器１には、従来一般的なものが使用
されている。一方、フィルタ部３は、円盤上部材にその
中心を基点として４つの丸穴を対象に形成し、当該丸穴
を塞ぐように所定のカットオフ波長を有する光学フィル
タ板１０，１１，１２及び遮光板８を封着して成るもの
である。このうち、光学フィルタ板１０，１１，１２
は、それぞれ赤外光波長の短い側を遮断するフィルタで
あり、各光学フィルタ板のカットオフ波長は、第１の光
学フィルタ板１０がｒ1 ，第２の光学フィルタ板１１が
ｒ2 ，第３の光学フィルタ板１２がｒ3 にそれぞれ設定
されている。また、遮光板８は、赤外光を遮断する部材
で形成されている。これにより、フィルタ部３は、光学
部２で集光された赤外光の波長帯を制限する役割を果た
すようになっている。
【００１４】このように構成された円盤状のフィルタ部
３は、その中心を軸として回転可能に取り付けられてお
り、その回転に伴って上述した各光学フィルタ板１０，
１１，１２又は遮光板８が光学部２と赤外線検知器１と
の間を遮るように取付位置が調整されている。ここで、
符号１３は、円盤状のフィルタ部３を回転駆動するモー
タを示す。モータ１３としては、例えば、パルスモータ
等を用いることができる。
３は、その中心を軸として回転可能に取り付けられてお
り、その回転に伴って上述した各光学フィルタ板１０，
１１，１２又は遮光板８が光学部２と赤外線検知器１と
の間を遮るように取付位置が調整されている。ここで、
符号１３は、円盤状のフィルタ部３を回転駆動するモー
タを示す。モータ１３としては、例えば、パルスモータ
等を用いることができる。
【００１５】また、赤外光検知器１には、当該赤外光検
知器１から赤外光の強度に応じて出力される電気信号を
画像データＶI （ｉ，ｊ）として生成する信号処理部５
が併設されている。ここで、（ｉ，ｊ）は画素の座標を
示す。画像データＶI （ｉ，ｊ）は、後段の演算制御部
６に入力される。この演算制御部６は、マイコンを備
え、複数の光学フィルタ板１０，１１，１２及び遮光板
８に応じて生成された画像データＶI （ｉ，ｊ）と光学
部２及びフィルタ部３にそれぞれ装備された温度センサ
７，９の出力とに基づいて対象物１４の温度Ｔ及び放射
率εを算出する。ここで、対象物の温度Ｔ，放射率εの
算出手順については後述する。また、２つの温度センサ
７，９のうち、一方の温度センサ７は光学部２の本体に
装着され、他方の温度センサ９は赤外光透過部分の近傍
においてフィルタ部３の円盤上部材に近接装備されてい
る。フィルタ部３を回転駆動するモータ１３には、当該
モータ１３を回転駆動するフィルタ駆動部４が併設さ
れ、演算制御部６から適宜出力される制御信号に応じて
モータ１３を所定のタイミングで回転駆動するようにな
っている。
知器１から赤外光の強度に応じて出力される電気信号を
画像データＶI （ｉ，ｊ）として生成する信号処理部５
が併設されている。ここで、（ｉ，ｊ）は画素の座標を
示す。画像データＶI （ｉ，ｊ）は、後段の演算制御部
６に入力される。この演算制御部６は、マイコンを備
え、複数の光学フィルタ板１０，１１，１２及び遮光板
８に応じて生成された画像データＶI （ｉ，ｊ）と光学
部２及びフィルタ部３にそれぞれ装備された温度センサ
７，９の出力とに基づいて対象物１４の温度Ｔ及び放射
率εを算出する。ここで、対象物の温度Ｔ，放射率εの
算出手順については後述する。また、２つの温度センサ
７，９のうち、一方の温度センサ７は光学部２の本体に
装着され、他方の温度センサ９は赤外光透過部分の近傍
においてフィルタ部３の円盤上部材に近接装備されてい
る。フィルタ部３を回転駆動するモータ１３には、当該
モータ１３を回転駆動するフィルタ駆動部４が併設さ
れ、演算制御部６から適宜出力される制御信号に応じて
モータ１３を所定のタイミングで回転駆動するようにな
っている。
【００１６】次に、上記実施形態の全体動作を図２乃至
図３に基づいて説明する。
図３に基づいて説明する。
【００１７】まず、光学部２と赤外線検知器１との間に
は、カットオフ波長がｒ1 に設定された第１の光学フィ
ルタ板１０が位置づけられる。そして、対象物１４から
放射され光学部２において集光された赤外光Ｅは、カッ
トオフ波長ｒ1 の光学フィルタ板１０を透過して赤外線
検知器１に入射する。赤外線検知器１は、入射された赤
外光の強さに応じた電気信号を信号処理部５に入力す
る。赤外線検知器１から電気信号を受信した信号処理部
５は、当該電気信号に基づいて画像データＶI （ｉ，
ｊ）を生成し、これを演算制御部６に入力する。演算制
御部６は、受け取った画像データＶI （ｉ，ｊ）をカッ
トオフ波長ｒ1 に対応したデータとして大容量メモリ
（図示略）に一時保持する（ステップＳ１）。
は、カットオフ波長がｒ1 に設定された第１の光学フィ
ルタ板１０が位置づけられる。そして、対象物１４から
放射され光学部２において集光された赤外光Ｅは、カッ
トオフ波長ｒ1 の光学フィルタ板１０を透過して赤外線
検知器１に入射する。赤外線検知器１は、入射された赤
外光の強さに応じた電気信号を信号処理部５に入力す
る。赤外線検知器１から電気信号を受信した信号処理部
５は、当該電気信号に基づいて画像データＶI （ｉ，
ｊ）を生成し、これを演算制御部６に入力する。演算制
御部６は、受け取った画像データＶI （ｉ，ｊ）をカッ
トオフ波長ｒ1 に対応したデータとして大容量メモリ
（図示略）に一時保持する（ステップＳ１）。
【００１８】カットオフ波長ｒ1 に対応した画像データ
の受信を終了すると、演算制御部６は、フィルタ駆動部
４に制御信号を出力しモータ１３を所定量回転させて、
第２の光学フィルタ板１１を光学部２と赤外線検知器１
との間に位置づける（ステップＳ２）。そして、カット
オフ波長ｒ2 に対応した画像データＶI （ｉ，ｊ）を取
得する。その後同様にして、カットオフ波長ｒ3 を有す
る第３の光学フィルタ板１２及び赤外光を遮断する遮光
板８に対応した画像データをそれぞれ取得する（ステッ
プＳ１，Ｓ２，Ｓ３）。
の受信を終了すると、演算制御部６は、フィルタ駆動部
４に制御信号を出力しモータ１３を所定量回転させて、
第２の光学フィルタ板１１を光学部２と赤外線検知器１
との間に位置づける（ステップＳ２）。そして、カット
オフ波長ｒ2 に対応した画像データＶI （ｉ，ｊ）を取
得する。その後同様にして、カットオフ波長ｒ3 を有す
る第３の光学フィルタ板１２及び赤外光を遮断する遮光
板８に対応した画像データをそれぞれ取得する（ステッ
プＳ１，Ｓ２，Ｓ３）。
【００１９】ここで、演算制御部６において取得された
画像データ（画素出力値）をそれぞれ以下のように定義
する。
画像データ（画素出力値）をそれぞれ以下のように定義
する。
【００２０】ＶI1（ｉ，ｊ）： カットオフ波長ｒ1 に
対応した画素出力値 ＶI2（ｉ，ｊ）： カットオフ波長ｒ2 に対応した画素
出力値 ＶI3（ｉ，ｊ）： カットオフ波長ｒ3 に対応した画素
出力値 ＶFPN（ｉ，ｊ）： 遮光板８に対応した画素出力値
対応した画素出力値 ＶI2（ｉ，ｊ）： カットオフ波長ｒ2 に対応した画素
出力値 ＶI3（ｉ，ｊ）： カットオフ波長ｒ3 に対応した画素
出力値 ＶFPN（ｉ，ｊ）： 遮光板８に対応した画素出力値
【００２１】続いて、演算制御部６は、各カットオフ波
長に対応して取得した画素出力値に対し、それぞれオフ
セット補正を施す。以下、図３に基づいたオフセット補
正の手順を示す。
長に対応して取得した画素出力値に対し、それぞれオフ
セット補正を施す。以下、図３に基づいたオフセット補
正の手順を示す。
【００２２】まず、演算制御部６は、温度センサ７によ
り検出された光学部２の温度ＴLENZ，温度センサ９によ
り検出された遮光板８の温度ＴFILを取得し（ステップ
Ｓ４，Ｓ５）、これにに基づいて、次式により補正項Ｖ
OFSを算出する。
り検出された光学部２の温度ＴLENZ，温度センサ９によ
り検出された遮光板８の温度ＴFILを取得し（ステップ
Ｓ４，Ｓ５）、これにに基づいて、次式により補正項Ｖ
OFSを算出する。
【００２３】 ＶOFS＝ＶFPNO−ＶLEAK−ＶLENZ−ＶFIL ・・・ 式（１）
【００２４】ここで、 ＶFPNO＝α・ＶSIG（ＴFIL） ＶLEAK：赤外入射光量ゼロの時の画素出力値（リーク電
流） ＶLENZ：光学部筐体からの赤外入射による推定画素出力
値 ＶLENZ＝β・ＶSIG（ＴLENZ） ＶFIL：フィルタ周囲からの入射による推定画素出力値 ＶＦＩＬ＝γ・ＶSIG（ＴFIL） ＶSIG（Ｔ）：温度〜出力曲線 赤外線検知器，光学部Ｆ値，及び光学部透過率により決
定され、装置固有の値をとる。 α：検知器直前入射への変換係数。光学部Ｆ値と、検知
器のＦＯＶにより決定される。 β：光学部筐体からの赤外光入射の影響係数（開口非整
合ファクタ） γ：フィルタ周囲からの赤外光入射の影響係数。フィル
タの有効部が十分大きければγ＝０となる。
流） ＶLENZ：光学部筐体からの赤外入射による推定画素出力
値 ＶLENZ＝β・ＶSIG（ＴLENZ） ＶFIL：フィルタ周囲からの入射による推定画素出力値 ＶＦＩＬ＝γ・ＶSIG（ＴFIL） ＶSIG（Ｔ）：温度〜出力曲線 赤外線検知器，光学部Ｆ値，及び光学部透過率により決
定され、装置固有の値をとる。 α：検知器直前入射への変換係数。光学部Ｆ値と、検知
器のＦＯＶにより決定される。 β：光学部筐体からの赤外光入射の影響係数（開口非整
合ファクタ） γ：フィルタ周囲からの赤外光入射の影響係数。フィル
タの有効部が十分大きければγ＝０となる。
【００２５】演算制御部６は、この補正項ＶOFSと遮光
板８に対応した画素出力値ＶI4（ｉ，ｊ）とに基づいて
各カットオフ波長ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 に対応した画素出力
値ＶI1（ｉ，ｊ），ＶI2（ｉ，ｊ），ＶI3（ｉ，ｊ）に
オフセット補正を施し、補正後の出力画素値ＶO1（ｉ，
ｊ），ＶO2（ｉ，ｊ），ＶO3（ｉ，ｊ）を算出する（ス
テップＳ６）。
板８に対応した画素出力値ＶI4（ｉ，ｊ）とに基づいて
各カットオフ波長ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 に対応した画素出力
値ＶI1（ｉ，ｊ），ＶI2（ｉ，ｊ），ＶI3（ｉ，ｊ）に
オフセット補正を施し、補正後の出力画素値ＶO1（ｉ，
ｊ），ＶO2（ｉ，ｊ），ＶO3（ｉ，ｊ）を算出する（ス
テップＳ６）。
【００２６】 ＶO1（ｉ，ｊ）＝ＶI1（ｉ，ｊ）−ＶFPN（ｉ，ｊ）＋ＶOFS ・・・ 式（２ ） ＶO2（ｉ，ｉ）＝ＶI2（ｉ，ｊ）−ＶFPN（ｉ，ｊ）＋ＶOFS ・・・ 式（３ ） ＶO3（ｉ，ｊ）＝ＶI3（ｉ，ｊ）−ＶFPN（ｉ，ｊ）＋ＶOFS ・・・ 式（４ ）
【００２７】次に、演算制御部６は、得られた画素出力
値ＶO1（ｉ，ｊ），ＶO2（ｉ，ｊ），ＶO3（ｉ，ｊ）よ
り対象物１４の温度Ｔと放射率εを算出する。以下、そ
の算出手順を示す。
値ＶO1（ｉ，ｊ），ＶO2（ｉ，ｊ），ＶO3（ｉ，ｊ）よ
り対象物１４の温度Ｔと放射率εを算出する。以下、そ
の算出手順を示す。
【００２８】まず、演算制御部６には、放射率ε＝１
（基準放射率）のときの対象物の温度Ｔと出力画素値と
の対応関係を、各カットオフ波長ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 毎に
予め記憶させておく。ここで、放射率ε＝１のときの画
素出力値をそれぞれ以下のように定義する。
（基準放射率）のときの対象物の温度Ｔと出力画素値と
の対応関係を、各カットオフ波長ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 毎に
予め記憶させておく。ここで、放射率ε＝１のときの画
素出力値をそれぞれ以下のように定義する。
【００２９】Ｖ1（Ｔ）：カットオフ波長ｒ1 の光学フ
ィルタ使用時において対象物の温度がＴの時の画素出力
値 Ｖ2（Ｔ）：カットオフ波長ｒ2 の光学フィルタ使用時
において対象物の温度がＴの時の画素出力値 Ｖ3（Ｔ）：カットオフ波長ｒ3 の光学フィルタ使用時
において対象物の温度がＴの時の画素出力値
ィルタ使用時において対象物の温度がＴの時の画素出力
値 Ｖ2（Ｔ）：カットオフ波長ｒ2 の光学フィルタ使用時
において対象物の温度がＴの時の画素出力値 Ｖ3（Ｔ）：カットオフ波長ｒ3 の光学フィルタ使用時
において対象物の温度がＴの時の画素出力値
【００３０】そして、演算制御部６は、以下に示す評価
関数Ｊが最小値をとる変数Ｔ，εの組み合わせを算出
し、これを対象物１４の温度Ｔ及び放射率εとする（ス
テップＳ７）。
関数Ｊが最小値をとる変数Ｔ，εの組み合わせを算出
し、これを対象物１４の温度Ｔ及び放射率εとする（ス
テップＳ７）。
【００３１】 Ｊ＝（εＶ1（Ｔ）−ＶO1（ｉ，ｊ））2＋（εＶ2（Ｔ）−ＶO2（ｉ，ｊ））2 ＋（εＶ3（Ｔ）−ＶO3（ｉ，ｊ））2 ・・・ 式（５）
【００３２】これによると、複数種類の波長帯に対応す
る画像データを用いるため、対象物が放射する赤外光の
波長特性を知ることができ、対象物の温度と放射率とを
同時に算出することで、放射率による補正を行わずとも
正確な対象物の温度を直接に算出することができる。
る画像データを用いるため、対象物が放射する赤外光の
波長特性を知ることができ、対象物の温度と放射率とを
同時に算出することで、放射率による補正を行わずとも
正確な対象物の温度を直接に算出することができる。
【００３３】また、オフセット補正において、光学部に
配置された温度センサの出力値を利用することにより光
学部からの赤外光の影響が除去され、また、遮光板に併
設された温度センサの出力値を利用することにより赤外
線検知器自体が持つ出力オフセットの影響が除去される
ので、光学部及び装置内部の温度が変化しても正確な温
度測定を行うことができる。
配置された温度センサの出力値を利用することにより光
学部からの赤外光の影響が除去され、また、遮光板に併
設された温度センサの出力値を利用することにより赤外
線検知器自体が持つ出力オフセットの影響が除去される
ので、光学部及び装置内部の温度が変化しても正確な温
度測定を行うことができる。
【００３４】次に、本発明の他の実施形態を図４に基づ
いて説明する。図４に示す実施形態は、フィルタ部３近
傍に温度センサ９が設けられていないこと、及び演算制
御部１６の機能が異なることを除き、上述した実施形態
と同様に構成されている。
いて説明する。図４に示す実施形態は、フィルタ部３近
傍に温度センサ９が設けられていないこと、及び演算制
御部１６の機能が異なることを除き、上述した実施形態
と同様に構成されている。
【００３５】本実施形態では、オフセット補正の補正項
ＶOFSを算出する際に用いる変数ＶF PNOとして、光学部
２と赤外線検知器１の間を遮光板８により遮った状態で
得られた画像データＶI4（ｉ，ｊ）のうち、その中心画
素の出力値を用いる。その他の処理手順は上述した第１
の実施形態と同様である。
ＶOFSを算出する際に用いる変数ＶF PNOとして、光学部
２と赤外線検知器１の間を遮光板８により遮った状態で
得られた画像データＶI4（ｉ，ｊ）のうち、その中心画
素の出力値を用いる。その他の処理手順は上述した第１
の実施形態と同様である。
【００３６】このようにしても、上記第１の実施形態と
同様の作用効果を奏することができるほか、温度センサ
の削減により装置のコスト低減を図ることができる。
同様の作用効果を奏することができるほか、温度センサ
の削減により装置のコスト低減を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、請求項１又は２記載の発明で
は、複数種類の波長帯に対応する画像データを用いるた
め、対象物が放射する赤外光の波長特性が取得され、対
象物の温度と放射率とが同時に算出されるので、放射率
による補正を行わずとも正確な対象物の温度を直接に算
出することができる。
るので、これによると、請求項１又は２記載の発明で
は、複数種類の波長帯に対応する画像データを用いるた
め、対象物が放射する赤外光の波長特性が取得され、対
象物の温度と放射率とが同時に算出されるので、放射率
による補正を行わずとも正確な対象物の温度を直接に算
出することができる。
【００３８】また、請求項３又は４記載の発明では、演
算制御部が、光学部の温度及び遮光板の温度を考慮した
補正項を含むオフセット補正を行うので、光学部に配置
された温度センサの出力値を利用することにより光学部
からの赤外光の影響が除去され、また、遮光板に併設さ
れた温度センサの出力値又はフィルタ部に設置された遮
光板に対応した画素出力値を利用することにより赤外線
検知器自体が持つ出力オフセットの影響が除去されるの
で、光学部及び装置内部の温度が変化しても正確な温度
測定を行うことができる、という従来にない優れた赤外
線による温度測定方法及びその装置を提供することがで
きる。
算制御部が、光学部の温度及び遮光板の温度を考慮した
補正項を含むオフセット補正を行うので、光学部に配置
された温度センサの出力値を利用することにより光学部
からの赤外光の影響が除去され、また、遮光板に併設さ
れた温度センサの出力値又はフィルタ部に設置された遮
光板に対応した画素出力値を利用することにより赤外線
検知器自体が持つ出力オフセットの影響が除去されるの
で、光学部及び装置内部の温度が変化しても正確な温度
測定を行うことができる、という従来にない優れた赤外
線による温度測定方法及びその装置を提供することがで
きる。
【図１】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す実施形態において演算制御部の処理
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
【図３】オフセット補正の手順を説明するための説明図
である。
である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す構成図である。
１ 赤外線検知器 ２ 光学部 ３ フィルタ部 ４ フィルタ駆動部 ５ 信号処理部 ６ 演算制御部 ７，９ 温度センサ ８ 遮光板 １０，１１，１２ 光学フィルタ板 １３ モータ
Claims (4)
- 【請求項１】 対象物から放射される赤外光を所定のカ
ットオフ波長を有するフィルタを介して撮像し、これに
より得られた画素出力値に基づいて前記対象物の温度を
算出する赤外線による温度測定方法において、 前記フィルタのカットオフ波長を少なくとも３種類の異
なる値に順次設定して当該各カットオフ波長毎に前記画
素出力値を取得し、これら各カットオフ波長毎に取得さ
れた画素出力値と，所定の基準放射率の下で予め求めら
れた前記対象物の温度と画素出力値との対応関係と，に
基づいて前記対象物の温度を算出することを特徴とした
赤外線による温度測定方法。 - 【請求項２】 対象物から放射された赤外光を集光する
光学部と、この光学部から出力された赤外光のうち所定
の波長帯だけを透過させるフィルタ部と、このフィルタ
部を透過した赤外光の強さに応じた所定の電気信号を出
力する赤外線検知器と、この赤外線検知器から出力され
た電気信号に基づいて画素出力値を生成出力する信号処
理部と、この信号処理部から出力された画素出力値に基
づいて前記対象物の温度を算出する演算制御部とを備え
た赤外線による温度測定装置において、 前記フィルタ部が、前記演算制御部の制御により前記光
学部と前記赤外線検知器との間に択一的に位置決め可能
でありそれぞれ異なるカットオフ波長を有する少なくと
も３種類のフィルタを備え、 前記演算制御部が、前記異なるカットオフ波長を有する
少なくとも３種類のフィルタを順次入れ替えて当該各カ
ットオフ波長毎に前記画素出力値を取得し、これら各カ
ットオフ波長毎に取得された画素出力値と，所定の基準
放射率の下で予め求められた前記対象物の温度と画素出
力値との対応関係と，に基づいて前記対象物の温度を算
出することを特徴とした赤外線による温度測定装置。 - 【請求項３】 対象物から放射された赤外光を集光する
光学部と、この光学部から出力された赤外光のうち所定
の波長帯だけを透過させるフィルタ部と、このフィルタ
部を透過した赤外光の強さに応じた所定の電気信号を出
力する赤外線検知器と、この赤外線検知器から出力され
た電気信号に基づいて画素出力値を生成出力する信号処
理部と、この信号処理部から出力された画素出力値に対
し所定のオフセット補正を施し当該補正後の画素出力値
に基づいて前記対象物の温度を算出する演算制御部とを
備えた赤外線による温度測定装置において、 前記フィルタ部が、前記演算制御部の制御により前記光
学部と赤外線検知器との間に位置づけられ赤外光の透過
を遮断する遮光板を備え、 前記光学部に、当該光学部の温度を検出する温度センサ
を併設すると共に、 前記演算制御部の行うオフセット補正が、前記温度セン
サにより検出される光学部の温度と，前記遮光板が前記
光学部と赤外線検知器との間に位置づけられている場合
に得られる前記画素出力値のうちその中心画素の出力値
と，に基づいて算出された補正項の加算又は減算を含む
ことを特徴とした赤外線による温度測定装置。 - 【請求項４】 対象物から放射された赤外光を集光する
光学部と、この光学部から出力された赤外光のうち所定
の波長帯だけを透過させるフィルタ部と、このフィルタ
部を透過した赤外光の強さに応じた所定の電気信号を出
力する赤外線検知器と、この赤外線検知器から出力され
た電気信号に基づいて画素出力値を生成出力する信号処
理部と、この信号処理部から出力された画素出力値に対
し所定のオフセット補正を施し当該補正後の画素出力値
に基づいて前記対象物の温度を算出する演算制御部とを
備えた赤外線による温度測定装置において、 前記フィルタ部が、前記演算制御部の制御により前記光
学部と赤外線検知器との間に位置づけられ赤外光の透過
を遮断する遮光板を備え、 前記光学部に、当該光学部の温度を検出する第１の温度
センサを併設すると共に、 前記遮光板に、当該遮光板の温度を検出する第２の温度
センサを併設し、 前記演算制御部の行うオフセット補正が、前記第１の温
度センサにより検出される光学部の温度と，前記第２の
温度センサにより検出される遮光板の温度と，に基づい
て算出された補正項の加算又は減算を含むことを特徴と
した赤外線による温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066596A JPH09280956A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 赤外線による温度測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066596A JPH09280956A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 赤外線による温度測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280956A true JPH09280956A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14004840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9066596A Pending JPH09280956A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 赤外線による温度測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09280956A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003247889A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線撮像装置 |
| CN100439900C (zh) * | 2005-12-14 | 2008-12-03 | 中国科学院金属研究所 | 一种材料黑度系数的测试方法 |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP9066596A patent/JPH09280956A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003247889A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線撮像装置 |
| CN100439900C (zh) * | 2005-12-14 | 2008-12-03 | 中国科学院金属研究所 | 一种材料黑度系数的测试方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980922 |